JPH0768871B2 - 管路の掘削工法および掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は地下に埋設されるヒューム管等の施設管のた
めの管路を掘削する掘削工法および掘削装置に関する。

〔従来の技術〕

従来では、施設管を埋設するに際し、例えば第４図に示
すように、施設管ｆの外径とほぼ等径のカッタヘッドｃ
及び本体部ｈを有する掘削機ｋを施設管ｆの先方に設置
し、発進立坑内に設けた元押しジャッキ等で施設管ｆを
到達立坑側へ押送し、カッタヘッドｃの回転掘削動作に
よって到達立坑まで掘進してから、掘削機ｋを到達立坑
内から引き上げていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記掘削工法では到達立坑が既設マンホール等の狭小な
立坑である場合には掘削機ｋを引き上げて回収すること
ができないため、掘削機ｋを解体したり、切断して撤去
する必要があった。

本発明の課題は、上記問題点を解消して到達立坑が狭小
である場合でも掘削装置の回収が可能で機械掘りによる
掘進工事が可能な管路の掘削工法および掘削装置を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の管路の掘削方法は、掘削装置の本体部を先頭の
施設管内に挿入して前記本体部のハウジングを先頭の施
設管に固止し、施設管の内径以下の外径を有し、前記ハ
ウジングによって回転可能に支持された内掘削部と、施
設管の外径とほぼ等しい外径を有し、前記内掘削部に取
外し可能に結合されて前記内掘削部の回りに設置された
リング状の外掘削部とを備えたカッタヘッドを前記ハウ
ジングの先端に取付けた状態で、前記カッタヘッドを前
記ハウジング内に収納されたカッタ駆動モータによって
回転駆動して施設管の外径に適合する管路を掘削しなが
ら、前記施設管を発進立抗内から到達立抗側へ押送し、
続いて前記カッタヘッドによって管路を掘削しながら次
続する施設管を押送する動作を反復して、所定本数の施
設管を発進立抗から到達立抗にわたって掘削された管路
内に施設してから、前記ハウジングの固止状態を解除
し、前記外掘削部を前記内掘削部から取外して到達立抗
内に残した状態で本体部および前記内掘削部を各施設管
内を逆行状に通過させて発進立抗内へ逆戻りさせ、発進
立抗内から回収することを特徴とし、また、管路の掘削
装置は、施設管の内径より縮小された外径を有するハウ
ジングと、このハウジング内に収納されたカッタ駆動モ
ータと、前記ハウジングを先頭の施設管に解放可能に固
止す固定機構とを備えた本体部の前記ハウジングの先端
には施設管の内径以下の外径を有し、前記ハウジングに
よって回転可能に支持されて前記カッタ駆動モータによ
って回転駆動させる内掘削部と、施設管の外径とほぼ等
しい外径を有し、前記内掘削部に取外し可能に結合され
て前記内掘削部の回りに設置されたリング状の外掘削部
とを有するカッタヘッドを取付けた構成を有する。

（作用） 先頭の施設管内に挿入された本体部のハウジングを先頭
の施設管に固止し、内掘削部および外掘削部を有するカ
ッタヘッドを前記ハウジングの先頭に取付け、前記カッ
タヘッドを回転駆動して管路を掘削しながら先頭の施設
管を発進立抗内から到達立抗内へ押送する。次に、前記
カッタヘッドによって掘進しながら次続する施設管を先
頭の施設管の外側から到達立抗側へ押送する動作を反復
し、所定本数の施設管を発進立抗から到達立抗にわたっ
て管路内に埋設施工する。カッタヘッドが到達立抗内へ
進入して全施設管が施工されると、ハウジングの固止状
態を解除し、前記外掘削部を前記内掘削部から取外して
到達立抗内に残した状態で、本体部と内掘削部とを各施
設管内を逆行状に通過させて発進立抗内へ逆戻りさせ、
発進立抗内から回収する。

（発明の効果） 本発明によれば、カッタヘッドの外掘削部を内掘削部か
ら取外して取替えることができるので、外径が異なる各
施設管に適合する外掘削部を内掘削部に交替して取付け
ると、各仕様の施設管の外径に適合する管路をカッタヘ
ッドによって掘削することができ、外掘削部を取替える
だけで共通の本体部および内掘削部を使用して外径が異
なる各仕様の施設管を埋設施工することができる。

また、本体部のハウジングの外径および内掘削部の外径
が施設管の内径より縮小されているので、本体部および
内掘削部を各施設管内から無理なく撤去させて発進立抗
内から回収することができ、挟小化する傾向にある到達
立抗内から本体部やカッタヘッドを回収する必要がない
ので、到達立抗が狭小であっても、施設管の施工後本体
部を切断したり、解体する作業が不要となり、施設管の
施設工事を円滑化および能率化して施設工事のコストを
節減することができる。

さらに、カッタ駆動モータが本体部のハウジング内に収
納され、カッタヘッドがハウジングに結合されているの
で、ハウジングを発進立抗側へ移動させるだけで外掘削
部を除く掘削装置全体を各施設管内から容易に撤去させ
ることができ、掘削装置の撤去作業を簡易化および能率
化することができる。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を図面に従って説明する。

始めに、施設管のための管路の掘削に使用される掘削装
置Ｋについて説明する。

掘削装置Ｋは発進立坑T1から到達立坑T2にわたって地下
に直列状に埋設される所定本数の施設管Ｐ〜Ｐの先頭の
施設管Ｐ内に隙間を隔てて装入される本体部１と、この
本体部１の先方に隣設されて先頭の施設管Ｐの先方で回
転駆動されるカッタヘッド７と、本体部１のハウジング
６と施設管Ｐとの隙間を密封状にシールするためにハウ
ジング６に取り外し可能に外嵌されるシール機構３と、
ハウジング６を施設管Ｐの内壁面に解除可能に固止する
ためにハウジング６に取付けられた適数個の固定機構４
と、先頭の施設管Ｐの推進方向を修正するために先頭の
施設管Ｐと、この施設管Ｐに次続する施設管Ｐとの接続
部に設置される修正機構５とを備え、掘削装置Ｋは先頭
の施設管Ｐにセットされた状態で発進立坑T1内に装入さ
れる。

本体部１のハウジング６には施設管Ｐの内径d1より縮小
された外径を有し、施設管Ｐ内に同心状に遊挿された円
筒状のスキンプレート6aと、このスキンプレート6a内に
その断面方向に沿って一体状に架設された仕切りプレー
ト6bとが形成され、ハウジング６内の図示上部には仕切
りプレート6bに取付けられたカッタ駆動モータ10が前向
き状に収納され、このカッタ駆動モータ10の出力軸には
ピニオン11が嵌着されている。

ハウジング６の仕切りプレート6bの図示下部にはカッタ
ヘッド７によって掘削された土砂を本体部１の後方へ排
出するための排土コンベア12が仕切プレート6bを貫通し
て前傾状に取付けられ、この排土コンベア12は円筒状の
外筒12aと、この外筒12a内に回転可能に嵌挿されて先端
部が仕切りプレート6bの先方へ突出されたスクリュー12
bと、このスクリュー12bを回転駆動するために外筒12a
の後端に組付けられたモータ12cと、外筒12aの排土口を
開閉するために外筒12aに取付けられた油圧シリンダ12d
とを備え、外筒12aはスキンプレート6aに連結された油
圧シリンダ13のピストンロッドに連結されて傾動制御さ
れる。

カッタヘッド７はハウジング６内に回転可能に支持され
た回転体２の先端に取付けられ、このカッタヘッド７に
は施設管Ｐ内への挿入可能に形成された内掘削部7aと、
掘削装置Ｋの回収時にカッタヘッド７の有効外径を施設
管Ｐの内径d1以下に縮小させるために内掘削部7aの回り
に配設されて内掘削部7aにボルト23〜23によって取り外
し可能に取付けられた外掘削部7bとが連結されている。
内掘削部7aは排土を通過させるための開口部が開設され
て施設管Ｐの内径d1以下の外径でハウジング６の外径と
ほぼ等しい外径を有する主面板14と、この主面板14の前
側面に取着された多数個のカッタビット15とによって形
成され、外掘削部7bは主面板14に外嵌されてスキンプレ
ート6aの外径とほぼ等しい内径を有しかつ施設管Ｐの外
径d2とほぼ等しい外径を有するリング状の副面板16と、
この副面板16の前側面に取着された多数個のカッタビッ
ト17とによって形成されている。

カッタヘッド７の主面板14の中心部には後方へ水平状に
突出されてハウジング６内に突入されかつ後端部が仕切
りプレート９の中心部に回転可能に貫挿支持された軸部
18が一体状に固定される一方、主面板14の後側面の外周
縁には後方へ突出されてハウジング６のスキンプレート
6a内に密嵌状で回転可能に嵌挿された周胴部19が一定状
に固定されている。周胴部19の後端部にはカッタ駆動モ
ータ10のピニオン11に噛合されたリング状の外歯ギヤ20
が取付けられ、駆動モータ10の回転がピニオン11、外歯
ギヤ20を介して周胴部19に伝達されてカッタヘッド７が
回転駆動される。

シール機構３は先頭の施設管Ｐの先端に外嵌されて先端
部付近が施設管Ｐの先方へ突出された円筒状の前補助プ
レート21内に嵌装されてハウジング６に取り外し可能に
取付けられている。シール機構３はハウジング６のスキ
ンプレート6aに外嵌されて先頭の施設管Ｐの先端面に当
接された金属製のホルダ3aと、このホルダ3aの前溝部内
に嵌入されて前補助プレート21に密接状に内接された弾
性材の前シールリング3bと、ホルダ3aの後溝部内に嵌入
されてスキンプレート6aに密接状に外接された弾性材の
後シールリング3cとを備えている。

ハウジング６のスキンプレート6aの外周面には本体部１
が回収時に施設管Ｐ内を滑動するように施設管Ｐの内壁
面に摺接して転動する適数個のコロ９がスキンプレート
6aの外周面に取着されたコロホルダ9aを介して取付けら
れている。

各固定機構４はハウジング６のスキンプレート6aに貫通
状に螺嵌された押圧ボルト4aと、この押圧ボルト4aの先
端に取付けられて施設管Ｐの内壁面に圧接される押止板
4bと、押圧ボルト4aに螺嵌されたロックナット4cとをそ
れぞれ備え、本体部１は各固定機構４によって芯出しさ
れた状態で施設管Ｐに固止される。

修正機構５は先頭の施設管Ｐの後端と、この施設管Ｐに
次続する施設管Ｐの先端とにわたって両施設管Ｐに外嵌
された円筒状の後補助プレート22内に嵌挿され、この修
正機構５は先頭の施設管Ｐの後端面に当接された外添え
板5aと、次続する施設管Ｐの先端面に当接された内添え
板5bと、両添え板5a,5b間に突っ張り状態で取り外し可
能に挟装された修正ジャッキ5cとを備え、修正ジャッキ
5cを伸縮して先頭の施設管Ｐの軸心を次続する施設管Ｐ
の軸心に対して斜交させ、先頭の施設管Ｐの推進方向を
調整することができる。

次に、上記した掘削装置Ｋを使用して管路Ｒを掘削しな
がら所定本数の施設管を発進立坑T1から到達立坑T2にわ
たって地下に埋設する掘削工法について説明する。

まず、掘削装置Ｋの本体部１を先頭の施設管Ｐ内に挿入
して各固定機構４によって先頭の施設管Ｐに固止し、ま
たシール機構３によってハウジング６と施設管Ｐとの隙
間をシールし、修正機構５を先頭の施設管Ｐの後端に取
付けて掘削装置Ｋを先頭の施設管Ｐに地上でセットす
る。

この状態で、掘削装置Ｋを先頭の施設管Ｐとともに発進
立坑T1内の底部へ降下させてから、カッタ駆動モータ10
及び排土コンベア12を起動しかつ発進立坑T1内に設置さ
れた推進ジャッキ26の押圧ロッド26aを前進させ、カッ
タヘッド７によって管路Ｒを掘削しながら施設管Ｐを押
動して施設管Ｐ及び掘削装置Ｋを到達立坑T2側へ押送す
る。

続いて、先頭の施設管Ｐが発進立坑T1内から先方へ離脱
した時点で、推進ジャッキ26の押圧ロッド26aを後退さ
せてから、次続する施設管Ｐを発進立坑T1内の底部へ降
下させて先頭の施設管Ｐの後端に突き合わせ状に連接さ
せ、この状態でカッタヘッド７によって管路Ｒを掘削し
ながら、次続する施設管Ｐを推進ジャッキ26によって押
動して両施設管Ｐ及び掘削装置Ｋを到達立坑T2側へ押送
する。同様にしてカッタヘッド７によって管路Ｒを掘削
しながら後続する施設管Ｐを順次到達立坑T2側へ押送
し、施設管Ｐの推進方向に誤差が起生した場合には修正
機構５によって先頭の施設管Ｐの推進方向を修正し、所
定本数の施設管Ｐを発進立坑T1から到達立坑T2にわたっ
て掘削された管路Ｒ内に施設する。

そして、カッタヘッド７が到達立坑T2内へ進入した状態
でカッタ駆動モータ10及び排土コンベア12を停止し、カ
ッタヘッド７から外掘削部7bを取り外してカッタヘッド
７の外径を施設管Ｐの内径d1以下に縮小するとともに、
シール機構３をハウジング６から取り外し、また各固定
機構４の押圧ボルト4aをそれぞれ螺退させて本体部１の
固止状態を解除し、修正機構５の修正ジャッキ5cを取り
外す。この状態で本体部１を牽引手段によって発進立坑
T1側へ牽引し、本体部１をカッタヘッド７の内掘削部7
a、修正ジャッキ5c、配管、配線等とともに各施設管Ｐ
内を逆行状に通過させて発進立坑T1内へ復帰移動させ、
発進立坑T1内から地上へ引き上げて回収する。

一方、取り外された外掘削部7bとシール機構３とを到達
立坑T2内から地上へ引き上げて回収する。

次に、上記した構成をもつ実施例の作用と効果を説明す
る。

本例では、管路の掘削装置は施設管Ｐの内径d1より縮小
された外径を有するハウジング６と、このハウジング６
内に収納されたカッタ駆動モータ10と、ハウジング６を
先頭の施設管Ｐに解放可能に固止する固定機構４とを備
えた本体部１のハウジング６の先端には施設管Ｄの内径
d1以下の外径を有し、ハウジング６によって回転可能に
支持されてカッタ駆動モータ10によって回転駆動させる
内掘削部7aと、施設管Ｐの外径d2とほぼ等しい外径を有
し、内掘削部7aに取外し可能に結合されて内掘削部7aの
回りに設置されたリング状の外掘削部7bとを有するカッ
タヘッド７を取付けた構成を有し、また、管路の掘削方
法は、本体部１を先頭の施設管Ｐ内に挿入して本体部１
のハウジング６を先頭の施設管Ｐに固止し、カッタヘッ
ド７をハウジング６の先端に取付けた状態で、カッタヘ
ッド７をカッタ駆動モータ10によって回転駆動して施設
管Ｐの外径d2に適合する管路を掘削しながら、施設管Ｐ
を発進立抗T1内から到達立抗T2側へ押送し、続いてカッ
タヘッド７によって管路を掘削しながら次続する施設管
Ｐを押送する動作を反復して、所定本数の施設管Ｐを発
進立抗T1から到達立抗T2にわたって掘削された管路内に
施設してから、ハウジング６の固止状態を解除し、外掘
削部7bを内掘削部7aから取外して到達立抗T2内に残した
状態で本体部１および内掘削部7aを各施設管Ｐ内を逆行
状に通過させて発進立抗T1内へ逆戻りさせ、発進立抗T1
内から回収するように構成してある。

このため、カッタヘッド７の外掘削部7bを内掘削部7aか
ら取外して取替えることができるので、外径が異なる各
施設管Ｐに適合する外掘削部7bを内掘削部7aに取付ける
と、各仕様の施設管Ｐの外径に適合する管路をカッタヘ
ッド７によって掘削することができ、外掘削部7bを取替
えるだけで共通の本体部１および内掘削部7aを使用して
外径が異なる各仕様の施設管Ｐを埋設施工することがで
きる。

また、本体部１のハウジング６の外径および内掘削部7a
の外径が施設管Ｐの内径d1より縮小されているので、本
体部１および内掘削部7aを各施設管Ｐ内から無理なく撤
去させて発進立抗T1内から回収することができ、挟小化
する傾向にある到達立抗T2内から本体部１やカッタヘッ
ド７を回収する必要がなく、到達立抗T2が狭小であって
も、施設管Ｐの施工後本体部１を切断したり、解体する
作業が不要となり、施設管Ｐの施設工事を円滑化および
能率化して施設工事のコストを節減することができる。

さらに、カッタ駆動モータ10が本体部１のハウジング６
内に収納され、カッタヘッド７がハウジング６に結合さ
れているので、ハウジング６を発進立抗T1側へ移動させ
るだけで外掘削部7bを除く掘削装置全体を各施設管Ｐ内
から容易に撤去させることができ、掘削装置の撤去作業
を簡易化および能率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は掘削装置の縦断面図、第２図は同じく正面図、第３
図は掘削工法を説明する縦断面図、第４図は従来の掘削
装置の縦断面図である。 １……本体部 ３……シール機構 ４……固定機構 ５……修正機構 ６……ハウジング ７……カッタヘッド Ｐ……施設管 Ｒ……管路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削装置の本体部を先頭の施設管内に挿入
   して前記本体部のハウジングを先頭の施設管に固止し、
   施設管の内径以下の外径を有し、前記ハウジングによっ
   て回転可能に支持された内掘削部と、施設管の外径とほ
   ぼ等しい外径を有し、前記内掘削部に取外し可能に結合
   されて前記内掘削部の回りに設置されたリング状の外掘
   削部とを備えたカッタヘッドを前記ハウジングの先端に
   取付けた状態で、前記カッタヘッドを前記ハウジング内
   に収納されたカッタ駆動モータによって回転駆動して施
   設管の外径に適合する管路を掘削しながら、施設管を発
   進立抗内から到達立抗側へ押送し、続いて前記カッタヘ
   ッドによって管路を掘削しながら次続する施設管を押送
   する動作を反復して、所定本数の施設管を発進立抗から
   到達立抗にわたって掘削された管路内に埋設施工してか
   ら、前記ハウジングの固止状態を解除し、前記外掘削部
   を前記内掘削部から取外して到達立抗内に残した状態で
   本体部および前記内掘削部を各施設管内を逆行状に通過
   させて発進立抗内へ逆戻りさせ、発進立抗内から回収す
   ることを特徴とする管路の掘削工法。
2. 【請求項２】施設管の内径より縮小された外径を有する
   ハウジングと、このハウジング内に収納されたカッタ駆
   動モータと、前記ハウジングを先頭の施設管に解放可能
   に固止する固定機構とを備えた本体部の前記ハウジング
   の先端には施設管の内径以下の外径を有し、前記ハウジ
   ングによって回転可能に支持されて前記カッタ駆動モー
   タによって回転駆動させる内掘削部と、施設管の外径と
   ほぼ等しい外径を有し、前記内掘削部に取外し可能に結
   合されて前記内掘削部の回りに設置されたリング状の外
   掘削部とを有するカッタヘッドを取付けたことを特徴と
   する管路の掘削装置。